第7章 静止电荷的电场-11.pdfVIP

可逆过程与准静态过程 准静态过程：在过程进行的每一瞬间，系统都接近于平衡状态， 以致在任意选取的短时间dt 内，状态参量在整个系统的各部分都 有确定的值，整个过程可以看成是由一系列极接近平衡的状态所 构成，这种过程称为准静态过程。 可逆过程：系统按原路径返回到初始状态，对环境的影响也必须 同时消除。 可逆过程特点： （1）状态变化时推动力与阻力相差无限小，系统与环境始终无限 接近于平衡态； （2 ）过程中的任何一个中间态都可以从正、逆两个方向到达； （3 ）系统变化一个循环后，系统和环境均恢复原态，变化过程中 无任何耗散效应 SUN YAT-SEN UNIVERSITY 二向重演性：正过程定下一条轨迹，可以使逆过程在同一轨道上返 回，即逆过程是正过程在逆方向上的重演。 当且仅当 {具有二向重演性（而无耗散效应）的准静态过程} = {可逆过程} 可见，{准静态过程} ≠ {可逆过程} 1.“准静态过程”是速率无限慢（时间无限长）的过程。 2.“可逆过程”是速率无限慢（时间无限长）且具有二向重演性的过 程。 3.不具有二向重演性的“准静态过程”仍然是“不可逆过程”。 “无耗散效应”的实质就是“没有‘功转化为热’的结果”。 SUN YAT-SEN UNIVERSITY 可逆过程与卡诺循环 循环过程：系统由某一状态出发，经过任意的一系列过程，最后 回到原来状态的过程。 可逆过程：系统由某一初状态出发到达末状态，如果存在逆向 过程，系统由末状态回到初状态，而且同时消除原来的过程对 外界的一切影响。 可逆循环：循环中的各过程均为可逆过程。 SUN YAT-SEN UNIVERSITY 为什么卡诺循环是可逆循环？ 理想的卡诺循环不考虑摩擦，而无摩擦的准静态过程是可逆的， 系统可以沿着与原来过程相反的过程进行，一步步地消除原来 过程所造成的对外界的影响。因此，理想的卡诺循环是可逆的。 实际上，一切与热有关的过程都是不可逆的，可逆过程只是实 际过程的一种在某种精确度上的极限情形，可以接近但是不能 实现。所以，卡诺循环与“热传导和热功转换都是不可逆过程 的标志”可以相容。 可逆循环不止卡诺循环一种 （比如你把若干个卡诺循环叠加 在一起还是可逆循环，但不是卡诺循环）但是所有的可逆循 环的效率都是一样的 PV 图上一条图线描述什么过程？ SUN YAT-SEN UNIVERSITY 熵是孤立系统的无序度的量度；熵是态函数，当始末两平衡 态确定后， 系统的熵变也是 确定的, 与过程无关。因此, 可在两平衡态之间假设任一可逆过程，从而可计算熵变。 B dQ △S = SB – SA = ∫ T 可逆 A SUN YAT-SEN UNIVERSITY 第7章静止电荷的电场 • 7-1 物质的电结构 库仑定律 • 7-2 静电场 电场强度 • 7-3 静电场的高斯定理 • 7-4 静电场的环路定理 电势 • 7-5 电场强度与电势梯度的关系 • 7-6 静电场中的导体 • 7-7 电容器的电容 • 7-8 静电场中的电介质 • 7-9 有电介质时的高斯定理 电位移 • 7-10 静电场的能量 前 言  物理学的第二次大综合是从电磁学开始的，电磁运动是物 质的又一种基本运动形式，电磁相互作用是自然界已知的四种 基本相互作用之一。运动电荷将同时激发电场和磁场，电场和 磁场是相互关联的。 电磁学的研究对象：由电荷产生的电磁场的运动规律及电磁场 与其他物质之